RU2735165C1 - Electric locomotive transmission - Google Patents

Electric locomotive transmission Download PDF

Info

Publication number
RU2735165C1
RU2735165C1 RU2020105526A RU2020105526A RU2735165C1 RU 2735165 C1 RU2735165 C1 RU 2735165C1 RU 2020105526 A RU2020105526 A RU 2020105526A RU 2020105526 A RU2020105526 A RU 2020105526A RU 2735165 C1 RU2735165 C1 RU 2735165C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
traction
wheelsets
generator
mode
motors
Prior art date
Application number
RU2020105526A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Ивахин
Валерий Семенович Коссов
Юрий Валерьевич Бабков
Дмитрий Викторович Котяев
Юрий Иванович Клименко
Станислав Григорьевич Волохов
Татьяна Владиславовна Трепачева
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ")
Priority to RU2020105526A priority Critical patent/RU2735165C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2735165C1 publication Critical patent/RU2735165C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/11—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using DC generators and DC motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08—Preventing wheel slippage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: invention relates to the vehicles electrical traction systems. Electric transmission of locomotive consists of traction generator, excitation system, traction motors, wheel pairs. At that, in traction generator anchor chain and wheelsets circuits there installed are switching devices, which according to signals of control unit provide connection to anchor through sliding contacts in series with traction electric motors of two barrel wheel pairs, which forms a circuit for passage of generator current on these wheel pairs and rails. Wheel pairs and sliding contacts have electric isolation from other elements of locomotive design. Control unit is equipped with signal generators, which in mode of simultaneous killing of more than two wheel pairs via switching devices form constant current pulses, supplied in turn to connections of wheel pairs and having duration exceeding the maximum possible time of exiting from the stalling mode, and duration of pause, which does not reach the minimum possible time of transition into the stalling mode.
EFFECT: technical result consists in simplification of control algorithm of switching devices.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и непосредственно касается электрических передач тепловозов.The invention relates to rail vehicles and directly relates to electric transmissions of diesel locomotives.

Известна электрическая передача тепловоза [Патент №2467899 РФ. МПК В61С 15/08, опубл. 27.11.12, БИ №33], состоящая из тягового генератора, получающего механическую энергию от дизеля и содержащего независимую обмотку возбуждения и якорь, системы возбуждения, которая подключена к независимой обмотке возбуждения и обеспечивает формирование внешней характеристики тягового генератора, тяговых электродвигателей, имеющих прямое электрическое соединение с якорем тягового генератора, колесных пар, механически связанных с тяговыми электродвигателями и установленных на рельсах. В цепи якоря тягового генератора и цепях колесных пар установлены коммутирующие устройства, которые по сигналам блока управления обеспечивают отключение прямого электрического соединения тяговых электродвигателей с якорем тягового генератора и подключение к якорю через скользящие контакты последовательно с тяговыми электродвигателями независимо от числа колесных пар, находящихся в режиме боксования, только двух боксующих колесных пар, что образует цепь для прохождения тока генератора по этим колесным парам и рельсам. При этом блок управления обладает функцией измерения ускорений вращения тяговых электродвигателей по сигналам, снимаемым с выходов датчиков скорости, связанных с электродвигателями, фиксирует возникновение и окончание режима боксования колесных пар и на основании этого обеспечивает подачу импульсов тока тягового генератора на боксующие колесные пары. Колесные пары и скользящие контакты имеют электрическую изоляцию от других элементов конструкции тепловоза.Known electric transmission of a diesel locomotive [Patent No. 2467899 RF. IPC В61С 15/08, publ. 11/27/12, BI No. 33], consisting of a traction generator that receives mechanical energy from a diesel engine and contains an independent excitation winding and an armature, an excitation system, which is connected to an independent excitation winding and provides the formation of the external characteristics of the traction generator, traction electric motors with direct electric connection with an anchor of a traction generator, wheelsets mechanically connected to traction motors and mounted on rails. Switching devices are installed in the armature circuit of the traction generator and the wheelset chains, which, according to the control unit signals, disconnect the direct electrical connection of the traction motors with the traction generator armature and connect to the armature through sliding contacts in series with the traction motors, regardless of the number of wheelsets in the boxing mode , only two boxing wheelsets, which forms a circuit for the passage of the generator current along these wheelsets and rails. In this case, the control unit has the function of measuring the acceleration of rotation of the traction motors according to the signals taken from the outputs of the speed sensors connected to the electric motors, detects the occurrence and end of the wheelset skidding mode and, on the basis of this, provides the supply of current pulses of the traction generator to the boxing wheelsets. Wheelsets and sliding contacts are electrically insulated from other structural elements of the locomotive.

В указанном техническом решении блок управления обеспечивает постоянную регистрацию начала и окончания режимов боксования особенно при одновременном боксовании более двух колесных пар. Кроме того, он непрерывно выполняет функцию сравнительного анализа моментов времени, в которые начинается и оканчивается боксование колесных пар тепловоза. Это обуславливает относительную сложность алгоритма управления коммутирующими устройствами.In the specified technical solution, the control unit provides constant registration of the beginning and end of skidding modes, especially when more than two wheelsets skidding simultaneously. In addition, it continuously performs the function of a comparative analysis of the points in time at which the skidding of the locomotive wheelsets begins and ends. This determines the relative complexity of the switching device control algorithm.

Техническим результатом изобретения является упрощение алгоритма управления коммутирующими устройствами путем сокращения числа операций, выполняемых блоком управления, по регистрации начала и окончания режима боксования колесных пар, а также исключением функции сравнительного анализа моментов времени начала и окончания боксования.The technical result of the invention is to simplify the control algorithm for switching devices by reducing the number of operations performed by the control unit to register the beginning and end of the wheelset slip mode, as well as excluding the function of comparative analysis of the slip start and end times.

Для достижения указанного технического результата в электрической передаче тепловоза, состоящей из тягового генератора, получающего механическую энергию от дизеля и содержащего независимую обмотку возбуждения и якорь, системы возбуждения, которая подключена к независимой обмотке возбуждения и обеспечивает формирование внешней характеристики тягового генератора, тяговых электродвигателей, имеющих прямое электрическое соединение с якорем тягового генератора, колесных пар, механически связанных с тяговыми электродвигателями и установленных на рельсах, при этом в цепи якоря тягового генератора и цепях колесных пар установлены коммутирующие устройства, которые по сигналам блока управления обеспечивают отключение прямого электрического соединения тяговых электродвигателей с якорем тягового генератора и подключение к якорю через скользящие контакты последовательно с тяговыми электродвигателями независимо от числа колесных пар, находящихся в режиме боксования, только двух боксующих колесных пар, что образует цепь для прохождения тока генератора по этим колесным парам и рельсам, блока управления, обладающего функцией измерения ускорений вращения тяговых электродвигателей по сигналам, снимаемым с выходов датчиков скорости, связанных с электродвигателями, фиксирующего возникновение и окончание режима боксования колесных пар и на основании этого обеспечивающего подачу импульсов тока тягового генератора на боксующие колесные пары, колесные пары и скользящие контакты, имеющие электрическую изоляцию от других элементов конструкции тепловоза, блок управления снабжен генераторами сигналов, которые в режиме одновременного боксования более двух колесных пар через коммутирующие устройства формируют постоянные импульсы тока, подаваемые поочередно на соединения колесных пар и имеющие длительность, превышающую максимально возможное время выхода колесных пар из режима боксования, и длительность паузы, не достигающую минимально возможного времени перехода колесных пар в режим боксования.To achieve the specified technical result in the electric transmission of a diesel locomotive, consisting of a traction generator that receives mechanical energy from a diesel engine and contains an independent excitation winding and an armature, an excitation system that is connected to an independent excitation winding and provides the formation of the external characteristics of the traction generator, traction motors with direct electrical connection to the armature of the traction generator, wheelsets mechanically connected to traction motors and installed on rails, while switching devices are installed in the armature circuit of the traction generator and wheelset chains, which, according to the control unit signals, provide disconnection of the direct electrical connection of the traction electric motors with the traction armature generator and connection to the armature through sliding contacts in series with traction motors, regardless of the number of wheelsets in skid mode, only two boxing wheel sets p, which forms a circuit for the passage of the generator current along these wheelsets and rails, a control unit that has the function of measuring the acceleration of rotation of traction electric motors according to the signals taken from the outputs of the speed sensors associated with the electric motors, which records the occurrence and end of the wheelset skidding mode and based on of this traction generator providing the supply of current pulses to boxing wheelsets, wheelsets and sliding contacts, which are electrically isolated from other elements of the locomotive structure, the control unit is equipped with signal generators that, in the mode of simultaneous skidding of more than two wheelsets through switching devices, generate constant current pulses, supplied alternately to the wheelset connections and having a duration exceeding the maximum possible time of the wheelset exit from the skidding mode, and the pause duration not reaching the minimum possible transition time of the wheelsets into skidding mode.

Сущность изобретения поясняется чертежами:The essence of the invention is illustrated by drawings:

- на фиг. 1 схематически показана электрическая передача тепловоза;- in Fig. 1 schematically shows the electric transmission of a diesel locomotive;

- на фиг. 2 приведена временная диаграмма токов в контактах боксующих колесных пар и рельсов.- in Fig. 2 shows a time diagram of the currents in the contacts of boxing wheelsets and rails.

Электрическая передача содержит (фиг. 1) тяговый генератор 1 с независимой обмоткой возбуждения 2 и якорем 3, получающий механическую энергию от дизеля (на фиг. 1 не показан), систему возбуждения 4, подключенную к независимой обмотке возбуждения 2, тяговые электродвигатели 5, 6, 7, 8, 9, 10, имеющие прямое электрическое соединение с якорем 3 тягового генератора 1, колесные пары 11, 12, 13, 14, 15, 16, механически связанные (на фиг .1 не показано) соответственно с тяговыми электродвигателями 5, 6, 7, 8, 9, 10 и установленные на рельсах 17. Для упрощения на фиг. 1 также не показаны обмотки возбуждения тяговых электродвигателей.The electric transmission contains (Fig. 1) a traction generator 1 with an independent excitation winding 2 and an armature 3, receiving mechanical energy from a diesel engine (not shown in Fig. 1), an excitation system 4 connected to an independent excitation winding 2, traction motors 5, 6 , 7, 8, 9, 10, having a direct electrical connection with the armature 3 of the traction generator 1, wheel pairs 11, 12, 13, 14, 15, 16, mechanically connected (not shown in Fig. 1), respectively, with traction motors 5, 6, 7, 8, 9, 10 and mounted on rails 17. For simplicity, FIG. 1 also does not show the field windings of the traction motors.

Коммутирующее устройство 18, установленное в цепи якоря 3 тягового генератора 1, обеспечивает отключение прямого электрического соединения тяговых электродвигателей 5, 6, 7, 8, 9, 10 с якорем 3. В цепях колесных пар 11, 12, 13, 14, 15, 16 установлены, соответственно, коммутирующие устройства 19, 20, 21, 22, 23, 24, предназначенные для подключения к якорю 3 через скользящие контакты 25, 26, 27, 28, 29, 30 колесных пар 11, 12, 13, 14, 15, 16 последовательно с тяговыми электродвигателями. Входы блока управления 31 коммутирующими устройствами подключены к выходам датчиков скорости 32, 33, 34, 35, 36, 37, связанных соответственно с электродвигателями 5, 6, 7, 8, 9, 10. При этом блок управления 31 снабжен генераторами сигналов 38, 39, 40, которые предназначены для формирования импульсов тока, подаваемых коммутирующими устройствами 19, 20, 21, 22, 23, 24 на колесные пары.The switching device 18, installed in the armature circuit 3 of the traction generator 1, provides disconnection of the direct electrical connection of the traction motors 5, 6, 7, 8, 9, 10 with the armature 3. In the chains of wheel pairs 11, 12, 13, 14, 15, 16 installed, respectively, switching devices 19, 20, 21, 22, 23, 24, intended for connection to the armature 3 through sliding contacts 25, 26, 27, 28, 29, 30 wheel pairs 11, 12, 13, 14, 15, 16 in series with traction motors. The inputs of the control unit 31 by switching devices are connected to the outputs of the speed sensors 32, 33, 34, 35, 36, 37, connected respectively to the electric motors 5, 6, 7, 8, 9, 10. The control unit 31 is equipped with signal generators 38, 39 , 40, which are designed to generate current pulses supplied by the switching devices 19, 20, 21, 22, 23, 24 to the wheelsets.

В качестве примера на фиг. 1 приведена схема электрической передачи тепловоза на постоянном токе с шестью ведущими колесными парами и параллельно-последовательным соединением тяговых электродвигателей. В случае применения электрических передач на переменно-постоянном или переменном токе колесные пары аналогично включаются в цепь якоря тягового генератора на выходе выпрямительной установки. Отличия в типе соединения тяговых электродвигателей и числе ведущих колесных пар также не имеют принципиального значения.As an example, in FIG. 1 shows a diagram of a direct current electric transmission of a diesel locomotive with six driving wheelsets and a parallel-series connection of traction motors. In the case of using electric transmissions with alternating-direct or alternating current, the wheelsets are similarly included in the armature circuit of the traction generator at the output of the rectifier unit. Differences in the type of connection of traction motors and the number of driving wheelsets are also not of fundamental importance.

Электрическая передача работает следующим образом.Electric transmission works as follows.

Тяговый генератор 1 (фиг. 1) получает механическую энергию вращения от дизеля. При этом независимая обмотка возбуждения 2 генератора подключена к системе возбуждения 4, которая обеспечивает формирование внешней характеристики тягового генератора 1. От якоря 3 генератора поступает ток питания I на тяговые электродвигатели 5, 6, 7, 8, 9, 10, что создает вращающий момент электродвигателей, передаваемый далее через механические связи (тяговые редукторы) соответственно колесным парам 11, 12, 13, 14, 15, 16. Колесные пары установлены на рельсах 17 и образуют с последними пары трения, формирующие силу тяги тепловоза Fк.Traction generator 1 (Fig. 1) receives mechanical rotational energy from a diesel engine. In this case, the independent excitation winding 2 of the generator is connected to the excitation system 4, which provides the formation of the external characteristics of the traction generator 1. From the armature 3 of the generator, the supply current I is supplied to the traction motors 5, 6, 7, 8, 9, 10, which creates the torque of the electric motors , transmitted further through mechanical links (traction reducers), respectively, wheelsets 11, 12, 13, 14, 15, 16. The wheelsets are mounted on rails 17 and form friction pairs with the latter, which form the traction force of the locomotive F к .

Уменьшение сцепления колес локомотива с рельсами, вызванное увлажнением рельсов, попаданием масла в контакт колеса и рельса и другими факторами, приводит к возникновению режима боксования колесных пар и снижению силы Fк. При этом на тепловозах с электрической передачей боксованию подвержены главным образом передние колесные пары каждой тележки вследствие их разгрузки в тяговом режиме работы локомотива [1].A decrease in the adhesion of the wheels of the locomotive to the rails, caused by wetting of the rails, the ingress of oil into the contact between the wheel and the rail, and other factors, leads to the occurrence of a skidding mode of wheel pairs and a decrease in the force F k At the same time, on diesel locomotives with electric transmission, the front wheel pairs of each bogie are mainly subject to skidding due to their unloading in the traction mode of the locomotive [1].

На фиг. 1 такими колесными парами являются пары 11, 14 при движении тепловоза в одном направлении и 13, 16 при движении в другом направлении.FIG. 1 such wheelsets are pairs 11, 14 when the locomotive moves in one direction and 13, 16 when moving in the other direction.

Блок управления 31 производит дифференцирование сигналов по частотам fp1, fp2, fp3, fp4, fp5, fp6 вращения роторов тяговых электродвигателей, поступающих на его входы с датчиков скорости 32, 33, 34, 35, 36, 37, которые связаны соответственно с электродвигателями 5, 6, 7, 8, 9, 10. Результатом дифференцирования для каждого электродвигателя является угловое ускорение его ротора εp.В случае выделения для двух двигателей 5, 8 или 7, 10, механически связанных с колесными парами 11, 14 или 13, 16, хотя бы одного значения εp, которое в пересчете соответствует величине окружного ускорения колесной пары w ≥ 0,5 м/с2, блок управления 31 фиксирует возникновение режима боксования соответствующей колесной пары. Он подает сигналы на коммутирующие устройства 19, 22 или 21, 24, которые подключают к цепи якоря 3 тягового генератора 1 колесные пары 11,14 при движении тепловоза в одном направлении или 13, 16 при движении в другом направлении через скользящие контакты 25, 28 или 27, 30. После этого блок управления 31 подает сигнал на коммутирующее устройство 18, которое отключает прямое электрическое соединение тяговых электродвигателей с якорем тягового генератора. В результате образуется цепь для прохождения тока генератора I только по двум колесным парам 11, 14 или 13, 16 и рельсам 17 последовательно с тяговыми электродвигателями, что приводит к значительному увеличению коэффициента сцепления ψ колес с рельсами. Режим боксования передних колесных пар прекращается, что происходит при ускорениях εp, соответствующих ускорениям w < 0,45 м/с2.The control unit 31 differentiates the signals according to the frequencies f p 1, f p 2, f p 3, f p 4, f p 5, f p 6 of the rotation of the rotors of the traction motors supplied to its inputs from the speed sensors 32, 33, 34, 35 , 36, 37, which are connected, respectively, with electric motors 5, 6, 7, 8, 9, 10. The result of differentiation for each electric motor is the angular acceleration of its rotor ε p . In the case of allocation for two motors 5, 8 or 7, 10, mechanically associated with wheel sets 11, 14 or 13, 16, at least one value ε p , which in terms of corresponds to the value of the peripheral acceleration of the wheel pair w ≥ 0.5 m / s 2 , the control unit 31 detects the occurrence of the skidding mode of the corresponding wheel pair. It sends signals to the switching devices 19, 22 or 21, 24, which are connected to the armature circuit 3 of the traction generator 1 wheel pairs 11,14 when the locomotive moves in one direction or 13, 16 when moving in the other direction through sliding contacts 25, 28 or 27, 30. After that, the control unit 31 sends a signal to the switching device 18, which disconnects the direct electrical connection of the traction motors with the armature of the traction generator. As a result, a circuit is formed for the passage of the generator current I only along two wheelsets 11, 14 or 13, 16 and rails 17 in series with traction motors, which leads to a significant increase in the coefficient of adhesion ψ of the wheels to the rails. The skidding mode of the front wheel pairs is terminated, which occurs at accelerations ε p corresponding to accelerations w <0.45 m / s 2 .

При регистрации сигналов fp датчиков скорости, которые определяют в пересчете скорость движения локомотива V > 15 км/ч, гарантирующую его выход из зоны возможного боксования, и измерении ускорения εp, соответствующего w < 0,45 м/с2 блок управления 31 переводит схему электропередачи в исходное состояние путем отключения коммутирующих устройств 18, 19, 20,21,22, 23,24.When registering signals fp from the speed sensors, which determine in terms of the speed of the locomotive V> 15 km / h, which guarantees its exit from the zone of possible skidding, and measuring the acceleration ε p corresponding to w <0.45 m / s 2, the control unit 31 translates the circuit power transmission to its original state by turning off the switching devices 18, 19, 20,21,22, 23,24.

В случае возникновения режима одновременного боксования более двух колесных пар блок управления 31 через коммутирующие устройства 19, 20, 21, 22, 23, 24 обеспечивает формирование последовательных соединений боксующих колесных пар по две с поочередной подачей импульсов тока тягового генератора 1 на каждое соединение. Если после входа в зону боксования передних колесных пар, например, 11 и 14 в боксование также переходят средние колесные пары 12 и 15, также подверженные некоторой разгрузке [1], то блок управления 31 фиксирует его возникновение. При этом по сигналам fp2 или fp5, поступающим с выходов датчиков скорости 33 или 36 тяговых электродвигателей 6 или 9, механически связанных с колесными парами 12 или 15, блок 31 аналогично регистрирует значение ускорения вращения εp, которое в пересчете соответствует величине w, превышающей 0,5 м/с2. По результатам регистрации инициируется синхронизированная работа генераторов сигналов 38 и 39, входящих в состав блока 31 и управляющих включением и выключением коммутирующих устройств 19, 20, 22, 23.In the event of a mode of simultaneous skidding of more than two wheel pairs, the control unit 31 through the switching devices 19, 20, 21, 22, 23, 24 ensures the formation of sequential connections of boxing wheel pairs, two with alternate supply of current pulses of the traction generator 1 to each connection. If, after entering the skid zone of the front wheel pairs, for example, 11 and 14, the middle wheel pairs 12 and 15, also subject to some unloading [1], also go into skidding, then the control unit 31 detects its occurrence. In this case, according to the signals f p 2 or f p 5, coming from the outputs of the speed sensors 33 or 36 of the traction motors 6 or 9, mechanically connected to the wheelsets 12 or 15, the unit 31 similarly registers the value of the acceleration of rotation ε p , which in terms of the value corresponds to w exceeding 0.5 m / s 2 . According to the registration results, the synchronized operation of the signal generators 38 and 39, which are part of the block 31 and control the switching on and off of the switching devices 19, 20, 22, 23, is initiated.

В момент времени tн1 (фиг. 2) начала боксования колесных пар 12, 15 генератор 38 отключает коммутирующие устройства 19 и 22, а генератор 39 одновременно включает устройства 20 и 23. Это приводит к образованию последовательного соединения колесных пар 12 и 15, по которым проходит ток тягового генератора I12, 15. Далее генераторы вырабатывают сигналы управления соответствующими коммутирующими устройствами, обеспечивающие формирование постоянных импульсов тока I11, 14 и I12, 15, подаваемых поочередно на соединения колесных пар 11, 14 и 12, 15 и увеличивающих их коэффициент ψ.At the time t n 1 (Fig. 2) of the beginning of the skidding of the wheelsets 12, 15, the generator 38 turns off the switching devices 19 and 22, and the generator 39 simultaneously turns on the devices 20 and 23. This leads to the formation of a series connection of the wheelsets 12 and 15, according to which the traction generator current I 12, 15 passes through. Further, the generators generate control signals for the corresponding switching devices, ensuring the formation of constant current pulses I 11, 14 and I 12, 15 , supplied alternately to the connections of the wheel sets 11, 14 and 12, 15 and increasing their coefficient ψ.

Длительность импульсов тока tи заранее устанавливают постоянной и превышающей максимально возможное время выхода колесных пар из режима боксования Δt1, полученное для данного тока при самых неблагоприятных условиях в контактах колес с рельсами. Таким образом гарантируется прекращение боксования колесной пары в момент времени tк без регистрации блоком 31 ускорения w < 0,45 м/с2. Длительность паузы tп также является постоянной величиной и при этом не достигает минимально возможного времени перехода колесных пар в режим боксования Δt2. Следующий импульс тока подается на колесную пару до момента времени tн2 начала ее вероятного режима боксования и предотвращает его. В этом случае также нет необходимости в измерении ускорения w ≥ 0,5 м/с2 с целью фиксации возникновения режима боксования.The duration of the current pulses t and is pre-set constant and exceeding the maximum possible time of the wheelset exit from the skidding mode Δt 1 , obtained for a given current under the most unfavorable conditions in the wheel-rail contacts. Thus, it is guaranteed that the skidding of the wheel pair stops at the time t k without registering the acceleration w <0.45 m / s 2 by the block 31. The pause duration t p is also a constant value and at the same time does not reach the minimum possible time for the transition of wheelsets to the skidding mode Δt 2 . The next current pulse is applied to the wheelset until the moment of time t n 2 of the beginning of its probable skidding mode and prevents it. In this case, there is also no need to measure the acceleration w ≥ 0.5 m / s 2 in order to record the occurrence of the skidding mode.

Если передними по ходу движения тепловоза являются колесные пары 13 и 16, то аналогичный алгоритм управления коммутирующими устройствами 20, 21, 23, 24 обеспечивают генераторы сигналов 39, 40. Постоянные импульсы тока тягового генератора подаются поочередно на соединения колесных пар 12, 15 и 13, 16.If the front in the direction of the locomotive are wheelsets 13 and 16, then a similar control algorithm for the switching devices 20, 21, 23, 24 is provided by signal generators 39, 40. Constant current pulses of the traction generator are supplied alternately to the connections of the wheelsets 12, 15 and 13, sixteen.

Перевод схемы электропередачи в исходное состояние производится также, как при рассмотренном выше боксовании двух передних колесных пар после выхода тепловоза из зоны возможного боксования.The transfer of the power transmission circuit to its initial state is carried out in the same way as in the above-discussed skidding of the two front wheelsets after the locomotive leaves the zone of possible skidding.

Технико-экономическая эффективность изобретения в сравнении с прототипом заключается в том, что блок управления снабжен генераторами сигналов, которые в режиме одновременного боксования более двух колесных пар через коммутирующие устройства формируют постоянные импульсы тока, подаваемые поочередно на соединения колесных пар и имеющие длительность, превышающую максимально возможное время выхода колесных пар из режима боксования, и длительность паузы, не достигающую минимально возможного времени перехода колесных пар в режим боксования. Это позволяет сократить число выполняемых блоком управления операций по регистрации начала и окончания режима боксования колесных пар, исключить функции сравнительного анализа моментов времени начала и окончания боксования и, следовательно, существенно упростить алгоритм управления коммутирующими устройствами.The technical and economic efficiency of the invention in comparison with the prototype lies in the fact that the control unit is equipped with signal generators, which, in the mode of simultaneous skidding of more than two wheel pairs through switching devices, form constant current pulses supplied alternately to the wheel pair connections and having a duration exceeding the maximum possible the time of the wheelsets exit from the skidding mode, and the pause duration, which does not reach the minimum possible time for the transition of the wheelsets to the skidding mode. This makes it possible to reduce the number of operations performed by the control unit to register the beginning and end of the skidding mode of wheelsets, to exclude the functions of comparative analysis of the times of the beginning and end of skidding and, therefore, to significantly simplify the control algorithm for switching devices.

Источники информацииSources of information

1. Михальченко, Г.С.Теория и конструкция локомотивов: учебник для Вузов ж.-д. трансп./ Г.С.Михальченко и [др.]; под ред. Г.С.Михальченко - М.: Маршрут, 2006. - 584 с, С. 190 - 204.1. Mikhalchenko, G.S. Theory and construction of locomotives: a textbook for Universities of railways. transport / G.S. Mikhalchenko and [others]; ed. G.S. Mikhalchenko - M .: Route, 2006 .-- 584 s, pp. 190 - 204.

Claims (1)

Электрическая передача тепловоза, состоящая из тягового генератора, получающего механическую энергию от дизеля и содержащего независимую обмотку возбуждения и якорь, системы возбуждения, которая подключена к независимой обмотке возбуждения и обеспечивает формирование внешней характеристики тягового генератора, тяговых электродвигателей, имеющих прямое электрическое соединение с якорем тягового генератора, колесных пар, механически связанных с тяговыми электродвигателями и установленных на рельсах, при этом в цепи якоря тягового генератора и цепях колесных пар установлены коммутирующие устройства, которые по сигналам блока управления обеспечивают отключение прямого электрического соединения тяговых электродвигателей с якорем тягового генератора и подключение к якорю через скользящие контакты последовательно с тяговыми электродвигателями независимо от числа колесных пар, находящихся в режиме боксования, только двух боксующих колесных пар, что образует цепь для прохождения тока генератора по этим колесным парам и рельсам, блок управления, обладающий функцией измерения ускорений вращения тяговых электродвигателей по сигналам, снимаемым с выходов датчиков скорости, связанных с электродвигателями, фиксирующий возникновение и окончание режима боксования колесных пар и на основании этого обеспечивающий подачу импульсов тока тягового генератора на боксующие колесные пары, колесные пары и скользящие контакты, имеющие электрическую изоляцию от других элементов конструкции тепловоза, отличающаяся тем, что блок управления снабжен генераторами сигналов, которые в режиме одновременного боксования более двух колесных пар через коммутирующие устройства формируют постоянные импульсы тока, подаваемые поочередно на соединения колесных пар и имеющие длительность, превышающую максимально возможное время выхода колесных пар из режима боксования, и длительность паузы, не достигающую минимально возможного времени перехода колесных пар в режим боксования.Electric transmission of a diesel locomotive, consisting of a traction generator that receives mechanical energy from a diesel engine and contains an independent excitation winding and an armature, an excitation system, which is connected to an independent excitation winding and provides the formation of the external characteristics of the traction generator, traction electric motors having a direct electrical connection with the traction generator armature , wheelsets mechanically connected to traction motors and mounted on rails, while switching devices are installed in the traction generator armature circuit and wheelset chains, which, according to the control unit signals, disconnect the direct electrical connection of the traction motors with the traction generator armature and connect to the armature through sliding contacts in series with traction motors, regardless of the number of wheelsets in skid mode, only two boxing wheelsets, which forms a circuit for the passage of the generator current on these wheelsets and rails, a control unit that has the function of measuring the acceleration of rotation of traction electric motors according to signals taken from the outputs of the speed sensors associated with the electric motors, detecting the occurrence and termination of the wheelset skidding mode and, on the basis of this, providing the supply of current pulses of the traction generator to the boxing wheelsets, wheelsets and sliding contacts that are electrically isolated from other structural elements of the locomotive, characterized in that the control unit is equipped with signal generators that, in the mode of simultaneous skidding of more than two wheelsets through switching devices, generate constant current pulses, which are supplied alternately to the wheel connections steam and having a duration exceeding the maximum possible time for the wheelsets to leave the skidding mode, and the pause duration, which does not reach the minimum possible time for the transition of the wheelsets to the skidding mode.
RU2020105526A 2020-02-06 2020-02-06 Electric locomotive transmission RU2735165C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105526A RU2735165C1 (en) 2020-02-06 2020-02-06 Electric locomotive transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020105526A RU2735165C1 (en) 2020-02-06 2020-02-06 Electric locomotive transmission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2735165C1 true RU2735165C1 (en) 2020-10-28

Family

ID=73398151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020105526A RU2735165C1 (en) 2020-02-06 2020-02-06 Electric locomotive transmission

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2735165C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0847116A (en) * 1994-07-28 1996-02-16 Hitachi Ltd Adhesion force controller for railway train
RU2281216C1 (en) * 2005-02-14 2006-08-10 ФГУП "192 Центральный завод железнодорожной техники" Device to increase wheel-rail adhesion of locomotive driving wheels
RU2405696C1 (en) * 2009-08-27 2010-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (ОАО "ВНИКТИ") Device to increase adhesion between locomotive wheels and rails
RU2467899C1 (en) * 2011-04-18 2012-11-27 Александр Иванович Ивахин Diesel locomotive electric transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0847116A (en) * 1994-07-28 1996-02-16 Hitachi Ltd Adhesion force controller for railway train
RU2281216C1 (en) * 2005-02-14 2006-08-10 ФГУП "192 Центральный завод железнодорожной техники" Device to increase wheel-rail adhesion of locomotive driving wheels
RU2405696C1 (en) * 2009-08-27 2010-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (ОАО "ВНИКТИ") Device to increase adhesion between locomotive wheels and rails
RU2467899C1 (en) * 2011-04-18 2012-11-27 Александр Иванович Ивахин Diesel locomotive electric transmission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4339704A (en) Series parallel transition for power supply
RU2281216C1 (en) Device to increase wheel-rail adhesion of locomotive driving wheels
US5345358A (en) Method for evaluating operability of filter components in power conversion system
CA2204874A1 (en) Improved tractive effort control for recovery from a wheel slip condition in a diesel-electric traction vehicle
US4328427A (en) Smooth series parallel transition for dual winding traction alternator
US3863574A (en) Power supply for high speed vehicles
RU2735165C1 (en) Electric locomotive transmission
CN103085671A (en) Method and device for braking track-bound vehicles driven by induction motors
RU2730723C1 (en) Electric locomotive transmission
RU2467899C1 (en) Diesel locomotive electric transmission
RU2405696C1 (en) Device to increase adhesion between locomotive wheels and rails
RU2314948C1 (en) Diesel locomotive electric transmission
EP1555185A1 (en) Electrically driven rail vehicle with an emergency power generator and method of powering said vehicle.
US4454455A (en) Fault responsive means for changing control sequence of a multiple-bridge electric power converter
RU2735297C1 (en) Electric locomotive transmission
RU2583819C1 (en) High-speed, energy-conservation, ecologically clean and safe for people
Bourbeau Synchronous motor railcar propulsion
EP0056393B1 (en) Electric power supply system
Shamardina et al. Functional efficiency enhancement of diesel-electric locomotive traction system
Watanabe et al. Optimization of readhesion control of Shinkansen trains with wheel-rail adhesion prediction
RU2729850C1 (en) Electric locomotive transmission
RU2646683C1 (en) High speed electric train, energy-saving, ecologically pure and safe for people
KR100296446B1 (en) Linear Induction Motor for Railway Vehicles
SU742213A1 (en) Method of enhancing the track-engaging factor of dc electric railway vehicle
SU1164094A2 (en) Device for power supply of vehicle